JP7418885B1 - filtration system - Google Patents
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Abstract
【課題】濾過材を濾過ユニットおよび逆洗浄ユニットの回転ドラムにほぼ全周に巻き付けることが実現できて、従来の巻き付け角度の2倍の濾過能力が得られること。【解決手段】第1のタンク11内の内外が通流可能な第1の回転ドラム12に濾過材Fを巻き付けて走行させると外側に被処理液を導入しかつ液面を前記第1の回転ドラム12よりも上にして回転ドラム内を負圧にして被処理液を濾過材Fに通流させ固形物を濾過材Fで捕捉する濾過ユニット10と、濾過ユニット10と同一構造であり濾過材Fを表裏反転させて第2の回転ドラム22に巻き付けて濾過材Fから固形物を離脱させ濾過機能を再生させる逆洗浄ユニットを備え、巻き付けガイドレール14,14、24,24を設けて濾過材Fを回転ドラムのほぼ全周に巻き付けるようにするとともに、回転ドラムの内面に閉塞部材15,25を設けて回転ドラム内に液が浸入できないようにした。【選択図】図3An object of the present invention is to be able to wrap a filtration material around the rotating drum of a filtration unit and a backwashing unit almost all the way around the entire circumference, thereby obtaining a filtration capacity twice as large as the conventional wrapping angle. [Solution] When a filter material F is wound around a first rotary drum 12 that allows flow between the inside and outside of a first tank 11 and is run, a liquid to be treated is introduced to the outside and the liquid level is adjusted by the first rotation. There is a filtration unit 10 that is placed above the drum 12 and creates a negative pressure inside the rotating drum so that the liquid to be treated flows through the filtration material F and solids are captured by the filtration material F. It is equipped with a backwashing unit that turns the filter medium F upside down and wraps it around the second rotating drum 22 to remove solid matter from the filter medium F and regenerate the filtering function. F is wound around almost the entire circumference of the rotating drum, and closing members 15 and 25 are provided on the inner surface of the rotating drum to prevent liquid from entering the rotating drum. [Selection diagram] Figure 3
Description
本発明は、水性液から固形不純物と油性不純物を除去することができる濾過システムに関する。 The present invention relates to a filtration system capable of removing solid and oily impurities from aqueous liquids.
砥石を使って鋼材を削る研削盤などの研削用工作機械による研削加工においては、工作物の被加工面に焼付・変色が生じることが無いようにするためのクーラント液が供給される。研削加工後のクーラント液は、研削屑である切粉、砥石から剥離した砥粒(以下、これらをスラッジと総称する)などの固形物、および潤滑油や防錆油などの不純油を含んでいる。クーラント液を使い続けると、研削精度の低下、ひいては工作物の加工品質の低下を惹き起こす。 During grinding using a grinding machine tool such as a grinder that uses a grindstone to sharpen steel, a coolant liquid is supplied to prevent seizure or discoloration of the surface of the workpiece. The coolant fluid after grinding contains solids such as cutting chips, which are grinding debris, abrasive grains that have peeled off from the grinding wheel (hereinafter collectively referred to as sludge), and impure oils such as lubricating oil and anti-corrosion oil. There is. Continuing to use coolant will cause a decrease in grinding accuracy and, ultimately, a decrease in the quality of workpiece processing.
そこで、研削用工作機械には、クーラント液に含まれるスラッジなどの固形物を分離・除去するためのスラッジ除去設備や、不純油を除去するための油水分離設備が併設される。研削用工作機械に限らず、切削用工作機械においてもスラッジ除去設備や、油水分離設備が必要とされる。 Therefore, grinding machine tools are equipped with sludge removal equipment to separate and remove solid matter such as sludge contained in coolant fluid, and oil-water separation equipment to remove impure oil. Sludge removal equipment and oil/water separation equipment are required not only for grinding machine tools but also for cutting machine tools.
以下の特許文献1の説明で使用する符号は、各特許文献中で使用している符号である。
The numerals used in the explanation of
特許文献1に示される切削液の不純物除去装置100は、濾過タンクユニット10、スラッジタンクユニット20、逆洗浄タンクユニット30、二相分離ユニット40、濾紙供給ユニット(濾過材走行手段)50、濾紙巻き取りユニット(濾過材走行手段)60、チャンバーユニット70、クーラント液を送水する送水ポンプ80Aおよび真空ポンプ80B、配電盤81並びにこれらを支持するフレーム82などを備えている(図1および図2参照)。
The cutting fluid impurity removal device 100 shown in
濾紙供給ユニット50のリール51には、ロール状に巻かれた濾紙200が装着される。リール51から引き出された濾紙200は、濾過タンクユニット10、スラッジタンクユニット20、逆洗浄タンクユニット30を経由して濾紙巻き取りユニット60のリール61に巻き取られる(図3参照)。
A filter paper 200 wound into a roll is attached to the
特許文献1の濾過システムは、濾紙を濾過ユニットおよび逆洗浄ユニットの回転ドラムの半分未満に巻き付けることができて、濾過能力を大きくすることができない。
In the filtration system of
本発明は、上述した諸課題を解決するためになされたものであって、濾過材を濾過ユニットおよび逆洗浄ユニットの回転ドラムにほぼ全周に巻き付けることが実現できて、濾過材の走行速度を従来と同一とした場合には従来の略2倍の濾過能力が得られ、また、濾過材の走行速度を従来の2倍とした場合には従来の濾過時間と略同一になり濾過時間を半減できる濾過システムを提供することにある。 The present invention was made in order to solve the above-mentioned problems, and it is possible to wrap the filter material around the rotating drum of the filtration unit and the backwash unit almost all the way around, thereby reducing the running speed of the filter material. When the same as before, the filtration capacity is approximately twice that of the conventional one, and when the traveling speed of the filter material is doubled, the filtration time is approximately the same as the conventional one, and the filtration time is halved. Our goal is to provide a filtration system that can.
本願の第1の発明態様に係る濾過システムは、メインの構成要素として濾過ユニットと逆洗浄槽ユニットとを備えてなる。 A filtration system according to a first aspect of the present invention includes a filtration unit and a backwash tank unit as main components.
濾過ユニットは、第1のタンクと、前記第1のタンク内に水平軸線の周りに回転フリーな第1の回転ドラムを有しかつ円筒部の略全面にメッシュおよび/またはスリットを有することにより前記第1の回転ドラムの内外が通流可能であり円筒体内をタンク外の負圧発生手段により負圧になる構造であって、連続する濾紙を前記円筒部に前記メッシュおよび/またはスリットに被さるように巻き付けて前記第1の回転ドラムを共回りさせて前記濾紙を走行させるとともに前記第1のタンク内でかつ前記第1の回転ドラムの外側に固形物を含む被処理液を導入しかつ液面を前記第1の回転ドラムよりも上にして円筒体内を前記負圧発生手段により負圧にして前記被処理液を負圧吸引方式で前記濾紙に通流させ前記被処理液に含まれる固形物を前記濾紙で捕捉し固形物を除去された前記第1の回転ドラム内の被処理液をタンク外に取り出す構成である。 The filtration unit has a first tank, a first rotating drum that is free to rotate around a horizontal axis in the first tank, and has a mesh and/or slit on substantially the entire surface of the cylindrical part. The first rotary drum has a structure in which the inside and outside of the first rotary drum can communicate with each other, and the inside of the cylindrical drum is made to have a negative pressure by a negative pressure generating means outside the tank, and a continuous filter paper is placed in the cylindrical part so as to cover the mesh and/or the slit. At the same time, the first rotating drum is rotated so that the filter paper runs, and a liquid to be treated containing solids is introduced into the first tank and outside the first rotating drum, and the liquid level is increased. is placed above the first rotating drum, the inside of the cylindrical body is brought under negative pressure by the negative pressure generating means, and the liquid to be treated is passed through the filter paper by a negative pressure suction method to remove solids contained in the liquid to be treated. The liquid to be treated in the first rotating drum from which solids have been captured by the filter paper and has been removed is taken out of the tank.
逆洗浄槽ユニットは、第2のタンクと、前記第2のタンク内に水平軸線の周りに回転フリーな第2の回転ドラムを有しかつ円筒部の略全面にメッシュおよび/またはスリットを有することにより前記第2の回転ドラムの内外が通流可能であり円筒体内をタンク外の負圧発生機能部を有する洗浄水循環手段により負圧になる構造であって、前記濾過ユニットにおける濾過過程で固形物を捕捉した前記連続する濾紙を表裏逆転して前記第2のタンク内に導入し前記濾紙をメッシュおよび/またはスリットに被さるように前記円筒部に巻き付けて前記第2の回転ドラムを共回りさせて前記濾紙を走行させるとともに前記第2の回転ドラムの外側に前記洗浄水循環手段から帰還する洗浄水を導入しかつ液面を前記第1の回転ドラムよりも上にして前記第2の回転ドラム内をタンク外の前記洗浄水循環手段により負圧にして前記洗浄水を負圧吸引方式で前記濾紙に通流させ固形物を前記濾紙から分離捕捉し前記濾紙の濾過機能を再生し前記濾紙を前記第2のタンク外で巻き取るとともに前記第2の回転ドラム内の固形物を含む使用済みの洗浄水をタンク外に取り出し固形物と洗浄水とを分離する固液分離器に通して固形物を取り除いた洗浄水を再び前記第2のタンク内に導入する構成である。 The backwashing tank unit has a second tank, a second rotating drum that is free to rotate around a horizontal axis within the second tank, and has a mesh and/or slit on substantially the entire surface of the cylindrical part. This structure allows flow to flow between the inside and outside of the second rotary drum, and creates a negative pressure inside the cylindrical body by means of a washing water circulation means having a negative pressure generation function outside the tank, and solids are removed during the filtration process in the filtration unit. The continuous filter paper that has captured is turned upside down and introduced into the second tank, and the filter paper is wound around the cylindrical part so as to cover the mesh and/or slit, and the second rotating drum is caused to rotate together. While running the filter paper, cleaning water returned from the cleaning water circulation means is introduced to the outside of the second rotating drum, and the liquid level is raised above the first rotating drum so that the inside of the second rotating drum is fed. The cleaning water is made to have a negative pressure by the cleaning water circulating means outside the tank, and the cleaning water is passed through the filter paper by a negative pressure suction method, solids are separated and captured from the filter paper, and the filtration function of the filter paper is regenerated, and the filter paper is transferred to the second filter paper. At the same time, the used washing water containing solids in the second rotating drum was taken out of the tank and passed through a solid-liquid separator that separates the solids from the washing water to remove solids. The cleaning water is introduced into the second tank again.
さらに、本願の第1の発明態様に係る濾過システムは、前記濾過ユニットと前記逆洗浄槽ユニットについて、以下の特徴的構成を有する。 Furthermore, the filtration system according to the first aspect of the present invention has the following characteristic configurations for the filtration unit and the backwash tank unit.
前記濾過ユニットは、前記第1の回転ドラムの真上位置を間隔中央にして両側近傍に軸方向に延在する2本の巻き付けガイドロールを有し、前記連続する濾紙を一方の前記巻き付けガイドロールに掛けてから前記第1の回転ドラムの外周面に巻き付け他方の前記巻き付けガイドロールに掛けて前記第1のタンク外へ導出するとともに、前記第1のタンク内には、前記第1の回転ドラムの内径と同一の円弧面を有する第1の閉塞部材が固設され、前記第1の閉塞部材の前記円弧面が前記連続する濾紙が巻き付かない前記第1の回転ドラムの上側のメッシュおよび/またはスリット部分に摺動接触状態に宛がわれることにより前記被処理液の侵入を防止し前記第1の回転ドラム内を負圧に保つ構造である。 The filtration unit has two winding guide rolls that extend in the axial direction near both sides with the center of the interval located directly above the first rotating drum, and the continuous filter paper is placed between one of the winding guide rolls. is wrapped around the outer circumferential surface of the first rotating drum and then wrapped around the other winding guide roll to lead out of the first tank. A first closing member having an arcuate surface that is the same as the inner diameter of the first closing member is fixed, and the arcuate surface of the first closing member is connected to the mesh and/or the upper side of the first rotating drum around which the continuous filter paper is not wound. Alternatively, the liquid may be placed in sliding contact with the slit portion to prevent the liquid to be treated from entering and maintain a negative pressure inside the first rotating drum.
前記逆洗浄槽ユニットは、前記第2の回転ドラムの真上位置を間隔中央にして両側近傍に軸方向に延在する2本の巻き付けガイドロールを有し、前記連続する濾紙を一方の前記巻き付けガイドロールに掛けてから前記第2の回転ドラムの外周面に巻き付け他方の前記巻き付けガイドロールに掛けて前記第2のタンク外へ導出するとともに、前記第2のタンク内には、前記第2の回転ドラムの内径と同一の円弧面を有する第2の閉塞部材が固設され、前記第2の閉塞部材の前記円弧面が前記連続する濾紙が巻き付かない前記第2の回転ドラムの上側のメッシュおよび/またはスリット部分に摺動接触状態に宛がわれることにより前記洗浄水の侵入を防止し前記第1の回転ドラム内を負圧に保つ構造である。 The backwashing tank unit has two winding guide rolls that extend in the axial direction near both sides with the interval centered at a position directly above the second rotating drum, and the continuous filter paper is wound on one of the winding guide rolls. The second rotary drum is wrapped around a guide roll, then wrapped around the outer circumferential surface of the second rotating drum, and then wrapped around the other winding guide roll to be led out of the second tank. A second closing member having a circular arc surface that is the same as the inner diameter of the rotating drum is fixed, and the circular arc surface of the second closing member is a mesh above the second rotating drum around which the continuous filter paper is not wound. and/or a structure in which the washing water is placed in sliding contact with the slit portion to prevent the washing water from entering and maintain a negative pressure inside the first rotating drum.
本願の第2の発明態様に係る濾過システムは、第1の発明態様の構成に加え、前記濾過ユニットと前記逆洗浄槽ユニットについて、さらに以下の特徴的構成を有する。すなわち、
前記第1の回転ドラムの中心を通り前記第1の回転ドラムの両端の端面部を貫通し前記第1のタンクの側壁に両端固定される第1の固定軸を有し、前記第1のタンク内の被処理液をタンク外から前記第1の固定軸の中途部から軸端までに形成された液通路を通して負圧吸引するようになっており、
また、前記第2の回転ドラムの中心を通り前記第2の回転ドラムの両端の端面部を貫通し前記第2のタンクの側壁に両端固定される第2の固定軸を有し、前記第2のタンク内の洗浄水をタンク外から前記第2の固定軸の中途部から軸端までに形成された液通路を通し負圧吸引するようになっている。
In addition to the configuration of the first aspect of the invention, the filtration system according to the second aspect of the invention of the present application further has the following characteristic configurations for the filtration unit and the backwash tank unit. That is,
The first tank has a first fixed shaft that passes through the center of the first rotating drum, passes through end face portions of both ends of the first rotating drum, and is fixed at both ends to a side wall of the first tank. The liquid to be treated inside the tank is suctioned under negative pressure from the outside of the tank through a liquid passage formed from the middle part of the first fixed shaft to the end of the shaft,
The second fixing shaft also includes a second fixed shaft that passes through the center of the second rotating drum, passes through end face portions at both ends of the second rotating drum, and is fixed at both ends to the side wall of the second tank. Cleaning water in the tank is sucked under negative pressure from outside the tank through a liquid passage formed from the middle part of the second fixed shaft to the end of the shaft.
本願の第3の発明態様に係る濾過システムは、第2の発明態様の構成に加え、前記濾過ユニットと前記逆洗浄槽ユニットについて、さらに以下の特徴的構成を有する。すなわち、
前記第1の閉塞部材は、前記第1の固定軸より設けられる第1の支持部により支持されており、前記第2の閉塞部材は、前記第2の固定軸より設けられる第2の支持部により支持されている。
In addition to the configuration of the second invention aspect, the filtration system according to the third invention aspect of the present application further has the following characteristic configurations regarding the filtration unit and the backwash tank unit. That is,
The first closing member is supported by a first support portion provided from the first fixed shaft, and the second closing member is supported by a second support portion provided from the second fixed shaft. Supported by
本願の第4の発明態様に係る濾過システムは、第3の発明態様の構成に加え、前記濾過ユニットと前記逆洗浄槽ユニットについて、さらに以下の特徴的構成を有する。すなわち、
前記第1の閉塞部材を挟む位置に軸方向に延在する2本の第1のベルト張り込みロールを有し、さらに前記第1の閉塞部材と2本の前記第1のベルト張り込みロールを取り巻く第1の無端ベルトを有し、前記第1の無端ベルトが前記第1の回転ドラムの内面に接触して前記第1の回転ドラムの回転に伴い移動しかつ前記第1の閉塞部材に対し摺動するようになっており、
また、前記第2の閉塞部材を挟む位置に軸方向に延在する2本の第2のベルト張り込みロールを有し、さらに前記第2の閉塞部材と2本の前記第2のベルト張り込みロールを取り巻く第2の無端ベルトを有し、前記第2の無端ベルトが前記第2の回転ドラムの内面に接触して前記第2の回転ドラムの回転に伴い移動しかつ前記第2の閉塞部材に対し摺動するようになっている。
In addition to the configuration of the third aspect of the invention, the filtration system according to the fourth aspect of the present invention further has the following characteristic configurations for the filtration unit and the backwash tank unit. That is,
It has two first belt tensioning rolls extending in the axial direction at positions sandwiching the first closing member, and further includes a first belt tensioning roll surrounding the first closing member and the two first belt tensioning rolls. 1 endless belt, the first endless belt contacts the inner surface of the first rotating drum, moves as the first rotating drum rotates, and slides with respect to the first closing member. It is designed to
Further, it has two second belt tensioning rolls extending in the axial direction at positions sandwiching the second closing member, and further includes the second closing member and the two second belt tensioning rolls. a second endless belt surrounding the second rotating drum; the second endless belt contacts the inner surface of the second rotating drum and moves with rotation of the second rotating drum; It is designed to slide.
本願の第5の発明態様に係る濾過システムは、第1の発明態様の構成に加え、さらに以下の特徴的構成を有する。すなわち、
前記濾過ユニットに導入される被処理液は工作機械の使用済クーラント液貯留タンク内の使用済のクーラント液であり、前記第1の回転ドラム内からタンク外に取り出す固形物を除去された被処理液を再使用のために前記工作機械のクーラント液供給タンクへ帰還するようになっている。
The filtration system according to the fifth invention aspect of the present application has the following characteristic configuration in addition to the configuration of the first invention aspect. That is,
The liquid to be treated that is introduced into the filtration unit is the used coolant liquid in the used coolant liquid storage tank of the machine tool, and the liquid to be treated is the liquid from which solids have been removed and taken out from the first rotating drum to the outside of the tank. The liquid is returned to the machine tool's coolant supply tank for reuse.
本願の第6の発明態様に係る濾過システムは、第1の発明態様の構成に加え、前記負圧発生手段について以下の特徴的構成を有する。すなわち、
前記負圧発生手段は、底部に液入口と液出口を有する密閉構造の第3のタンクを備え、前記液入口に底部に前記第1の回転ドラム内の被処理液を導入するようになっているとともに、前記液出口が前記工作機械での再使用のために戻すように接続されており、前記第3のタンクの上部が真空ポンプと接続され、前記第3のタンクの上部の気圧が前記第1の回転ドラム内の気圧よりも所要低く保たれる構成である。
A filtration system according to a sixth aspect of the present invention has the following characteristic configuration for the negative pressure generating means in addition to the configuration of the first aspect of the invention. That is,
The negative pressure generating means includes a third tank having a closed structure having a liquid inlet and a liquid outlet at the bottom, and the liquid to be treated in the first rotating drum is introduced into the bottom of the liquid inlet. and the liquid outlet is connected to return it for reuse in the machine tool, and the upper part of the third tank is connected to a vacuum pump, so that the atmospheric pressure at the upper part of the third tank is equal to This is a configuration in which the air pressure is maintained as required lower than the air pressure inside the first rotating drum.
本願の第7の発明態様に係る濾過システムは、第1の発明態様の構成に加え、前記洗浄水循環手段について以下の特徴的構成を有する。すなわち、
前記洗浄水循環手段は、洗浄水と洗浄水中の固形物とを分離する固液分離機能を有する密閉構造の第4のタンクと、前記第2の回転ドラム内の固形物を含む使用済みの洗浄水を前記第4のタンクに通し前記第2のタンクに帰還するよう循環する循環ポンプとを備えている。
A filtration system according to a seventh aspect of the present invention has the following characteristic configuration for the wash water circulation means in addition to the configuration of the first aspect of the invention. That is,
The washing water circulation means includes a fourth tank having a closed structure having a solid-liquid separation function that separates washing water from solids in the washing water, and used washing water containing solids in the second rotating drum. and a circulation pump that circulates the water through the fourth tank and back to the second tank.
本願の第8の発明態様に係る濾過システムは、第7の発明態様の構成に加え、前記第4のタンクについて以下の特徴的構成を有する。すなわち、
第4のタンクは、上半部が円筒部でかつ下半部が上側が大径となる円錐部であり、前記円筒部と前記円錐部との境目に対応し内周に張り出す円環板部を有し、さらに前記円錐部に液入口および液出口のいずれか一方を有し、前記の液入口および液出口のいずれか他方が前記円筒部の上部に液出口を有し、さらに前記固液分離機能を発揮する構成部分として、前記液入口および前記液出口が接線方向に向けて設けられている。
A filtration system according to an eighth aspect of the present invention has the following characteristic configuration for the fourth tank in addition to the configuration of the seventh aspect of the invention. That is,
The fourth tank has a cylindrical upper half and a conical lower half with a larger diameter on the upper side, and an annular plate that corresponds to the boundary between the cylindrical part and the conical part and projects to the inner periphery. The conical part further has one of a liquid inlet and a liquid outlet, the other of the liquid inlet and the liquid outlet has a liquid outlet in the upper part of the cylindrical part, and the solid As a component that exhibits a liquid separation function, the liquid inlet and the liquid outlet are provided tangentially.
本願の第9の発明態様に係る濾過システムは、第7の発明態様の構成に加え、前記第4のタンクについて以下の特徴的構成を有する。すなわち、
前記第4のタンクは、タンク内を仕切る1つまたは複数のメッシュフィルタと、前記メッシュフィルタの両側に位置する液入口および液出口とドレン口とを有し、前記第2の回転ドラム内の固形物を含む使用済みの洗浄水を前記液入口より導入して前記メッシュフィルタにより固液分離し固形物を除いた洗浄水を前記液出口から流出し、前記メッシュフィルタを通過できずタンク底部に沈降する固形物が所要堆積した時点で前記ドレン口より抜き取るようになっている。
A filtration system according to a ninth aspect of the present invention has the following characteristic configuration for the fourth tank in addition to the configuration of the seventh aspect of the invention. That is,
The fourth tank has one or more mesh filters that partition the inside of the tank, a liquid inlet, a liquid outlet, and a drain port located on both sides of the mesh filter, and the fourth tank has a liquid inlet, a liquid outlet, and a drain port located on both sides of the mesh filter. Used washing water containing solids is introduced from the liquid inlet, solid-liquid separated by the mesh filter, and the washing water with solids removed flows out from the liquid outlet, cannot pass through the mesh filter, and settles at the bottom of the tank. When the required amount of solid matter has accumulated, it is removed from the drain port.
本願の第10の発明態様に係る濾過システムは、第7の発明態様の構成に加え、前記第4のタンクについて以下の特徴的構成を有する。すなわち、
前記第4のタンクは、タンク内に回転するマグネットロールと前記マグネットロールに摺接するドクターブレードとタンク上部の両側に位置する液入口および液出口とドレン口とを有し、前記第2の回転ドラム内の固形物を含む使用済みの洗浄水を前記液入口より導入して前記マグネットロールにより固形物を磁気吸着し磁気吸着した固形物を前記ドクターブレードで掻き取りタンク底部に沈降するよう導き、洗浄水を前記液出口から流出し、タンク底部に沈降する固形物が所要堆積した時点で前記ドレン口より抜き取るようになっている。
A filtration system according to a tenth aspect of the present invention has the following characteristic configuration for the fourth tank in addition to the configuration of the seventh aspect of the invention. That is,
The fourth tank has a magnet roll that rotates in the tank, a doctor blade that comes into sliding contact with the magnet roll, a liquid inlet, a liquid outlet, and a drain port located on both sides of the upper part of the tank, and the second rotating drum The used washing water containing solids is introduced from the liquid inlet, the solids are magnetically attracted by the magnet roll, and the magnetically adsorbed solids are scraped off by the doctor blade and guided to settle at the bottom of the tank for cleaning. Water flows out from the liquid outlet, and when the solid matter that settles at the bottom of the tank has accumulated to a certain extent, it is drained from the drain port.
本願の第11の発明態様に係る濾過システムは、第7の発明態様の構成に加え、前記第4のタンクについて以下の特徴的構成を有する。すなわち、
第4のタンクは、上半部が円筒部でかつ下半部が上側が大径となる円錐部であり、前記円筒部の上部に液入口を有し、および前記円筒部の天面中央を貫通し前記円筒部内に垂下している短管の下端が液出口であり、さらに前記固液分離機能を発揮する構成部分として、前記液入口が前記円筒部の接線方向に向けて設けられていることにより洗浄水がタンク内に内周方向に流入して渦巻き状に前記円錐部の底部まで流下して洗浄水に含まれる固形物を前記円錐部の底部に残し、洗浄水が前記液出口よりタンク外に流出するようになっている。
A filtration system according to an eleventh aspect of the present invention has the following characteristic configuration for the fourth tank in addition to the configuration of the seventh aspect of the invention. That is,
The fourth tank has a cylindrical upper half and a conical lower half with a larger diameter on the upper side, has a liquid inlet at the upper part of the cylindrical part, and has a center of the top surface of the cylindrical part. The lower end of the short pipe penetrating and hanging down into the cylindrical portion is a liquid outlet, and the liquid inlet is provided toward the tangential direction of the cylindrical portion as a component that exhibits the solid-liquid separation function. As a result, the cleaning water flows inward into the tank and flows down to the bottom of the conical part in a spiral shape, leaving solids contained in the cleaning water at the bottom of the conical part, and the cleaning water flows out from the liquid outlet. It is designed to flow out of the tank.
本願の第12の発明態様に係る濾過システムは、第5の発明態様の構成に加え、以下の排滓受槽を備えていることに特徴的構成を有する。すなわち、
前記使用済のクーラント液を前記第1のタンクに導入する前段階において、前記濾過ユニットにおいて濾紙が捕捉する固形物よりも大きい固形物を沈降作用を利用して捕捉分離する排滓受槽が備えられ、前記排滓受槽は、第5のタンクと、前記第5のタンクの内周に密着状態に上段と中段と下段の三段に横架された網目フィルターであって、網目の大きさが上段が粗のグレード、下段が細のグレード、中段が上段と下段との中間の細のグレードであり、前記第5のタンクの前記上段の網目フィルターよりも上位置の互いに離れた二箇所に前記使用済のクーラント液の導入口と排出口とを備えている。
A filtration system according to a twelfth aspect of the invention of the present application has a characteristic configuration in that, in addition to the configuration of the fifth aspect of the invention, it includes the following sludge receiving tank. That is,
In the step before introducing the used coolant liquid into the first tank, the filtration unit is provided with a sludge receiving tank that captures and separates solids larger than the solids captured by the filter paper using a sedimentation action. , the waste sludge receiving tank includes a fifth tank and a mesh filter horizontally suspended in three stages, an upper stage, a middle stage, and a lower stage, in close contact with the inner periphery of the fifth tank, and the size of the mesh is larger than that of the upper stage. is a coarse grade, the lower grade is a fine grade, and the middle grade is a fine grade intermediate between the upper and lower grade, and the above-mentioned use is made at two locations apart from each other above the upper mesh filter of the fifth tank. It has an inlet and an outlet for the coolant liquid.
本願の第13の発明態様に係る濾過システムは、第12の発明態様の構成に加え、前記排滓受槽の網目フィルターについて以下の特徴的構成を有する。すなわち、
前記複数段に横架された網目フィルターは、上位置のものほど網目が大きく設けられている。
In addition to the configuration of the twelfth aspect of the invention, the filtration system according to the thirteenth invention aspect of the present application has the following characteristic configuration for the mesh filter of the wastewater receiving tank. That is,
In the mesh filters arranged horizontally in a plurality of stages, the higher the mesh filter is, the larger the mesh is provided.
本願の第14の発明態様に係る濾過システムは、第12の発明態様の構成に加え、前記排滓受槽の網目フィルターについて以下の特徴的構成を有する。すなわち、
前記複数段に横架された網目フィルターは、上段と中段と下段の三段に横架された網目の大きさが上段が粗のグレード、下段が細のグレード、中段が上段と下段との中間の細のグレードであり、前記第5のタンクの前記上段の網目フィルターよりも上位置の互いに離れた二箇所に前記導入口と前記排出口とを備えている。
A filtration system according to a fourteenth invention aspect of the present application has, in addition to the configuration of the twelfth invention aspect, the following characteristic configuration of the mesh filter of the wastewater receiving tank. That is,
The mesh filter horizontally hung in multiple stages has mesh sizes horizontally stacked in three stages: an upper stage, a middle stage, and a lower stage.The upper stage is a coarse grade, the lower stage is a fine grade, and the middle stage is an intermediate grade between the upper and lower stages. The inlet and the outlet are provided at two locations apart from each other above the upper mesh filter of the fifth tank.
本願の第15の発明態様に係る濾過システムは、第12の発明態様の構成に加え、前記排滓受槽について以下の特徴的構成を有する。すなわち、
前記排滓受槽は、前記第5のタンクの中心位置に噴水管と、上段の前記網目フィルターよりも上側に、網目の大きさが下段の前記網目フィルターと同等以下の細目であるメッシュフィルタを枠体54bで保持してなる固形物捕捉テーブルとを有し、前記噴水管は三段の前記網目フィルターの中心部を貫通し管下端がタンクの底面近傍に位置し管下部に前記第5のタンク外に備える空気供給手段の空気供給管から空気を流入させて空気の上昇に伴いタンクの底面付近に沈殿する固形物を洗浄水と共に吸い上げ管上端から溢れ出すようになっており、前記微細固形物捕捉手段の前記メッシュフィルターが前記噴水管の上部を取り巻いた状態に設けられている。
In addition to the configuration of the twelfth aspect of the invention, the filtration system according to the fifteenth invention aspect of the present application has the following characteristic configuration for the sludge receiving tank. That is,
The sludge receiving tank includes a fountain pipe in the center of the fifth tank, and a mesh filter above the upper mesh filter, the mesh filter having a mesh size equal to or smaller than the lower mesh filter. The water fountain pipe has a solid matter trapping table held by a
本願の第16の発明態様に係る濾過システムは、第12の発明態様の構成に加え、以下のマグネット吸着式固形物分離装置を備えていることに特徴的構成を有する。すなわち、
前記使用済のクーラント液の通流経路に関し前記排滓受槽の下流側でかつ前記第1のタンクの上流側にマグネット吸着式固形物分離装置を備え、前記マグネット吸着式固形物分離装置は、回転するマグネットロールと前記マグネットロールに摺接するドクターブレードと固形物回収タンクとを有し、前記マグネットロールに前記排滓受槽で処理されたクーラント液を接触させて磁石吸着性を有する固形物をマグネットロールに吸着させさらに前記ドクターブレードでマグネットロールに吸着した固形物を掻き取って前記固形物回収タンクに回収するようになっている。
A filtration system according to a sixteenth invention aspect of the present application has a characteristic configuration in that, in addition to the configuration of the twelfth invention aspect, it includes the following magnetic adsorption type solid separation device. That is,
A magnetic adsorption type solid separation device is provided downstream of the waste water receiving tank and upstream of the first tank with respect to the flow path of the used coolant, and the magnetic adsorption type solid separation device is configured to rotate. a doctor blade that is in sliding contact with the magnetic roll, and a solid matter recovery tank, and the magnetic roll is made to contact the coolant liquid treated in the sludge receiving tank to collect the solid matter that has magnetic adsorption properties. Further, the doctor blade scrapes off the solid matter adsorbed to the magnetic roll and collects it in the solid matter collection tank.
本願の第17の発明態様に係る濾過システムは、第12の発明態様の構成に加え、以下の分別コンベアを備えていることに特徴的構成を有する。すなわち、
前記使用済のクーラント液を前記第1のタンクに導入する前段階において、前記排滓受槽の上流側に、走行するコンベアベルト上に前記使用済のクーラント液を流下すると塊状の固形物をコンベアベルトで移送分離し得る分別コンベアを備えている。
A filtration system according to a seventeenth invention aspect of the present application has a characteristic configuration in that, in addition to the configuration of the twelfth invention aspect, it includes the following sorting conveyor. That is,
In the step before introducing the used coolant liquid into the first tank, when the used coolant liquid flows down onto a running conveyor belt on the upstream side of the slag receiving tank, lump-like solids are removed from the conveyor belt. It is equipped with a sorting conveyor that can transport and separate the materials.
本願の第18の発明態様に係る濾過システムは、第5の発明態様の構成に加え、以下の二相分離ユニットを備えていることに特徴的構成を有する。すなわち、
前記使用済のクーラント液に油性不純物が含まれる場合、前記濾過ユニットに関し後置きの位置にタンク内を液入口側と液出口側とに二分する親水撥油フィルタを備えた二相分離ユニットが設けられ、前記二相分離ユニットによってクーラント液と油性不純物とが分離されるようになっている。
The filtration system according to the 18th invention aspect of the present application has a characteristic configuration in that, in addition to the configuration of the 5th invention aspect, it includes the following two-phase separation unit. That is,
If the used coolant liquid contains oily impurities, a two-phase separation unit equipped with a hydrophilic oil-repellent filter that divides the inside of the tank into two into a liquid inlet side and a liquid outlet side is provided at a position downstream of the filtration unit. The coolant liquid and oily impurities are separated by the two-phase separation unit.
本発明によれば、濾過材を濾過ユニットおよび逆洗浄ユニットの回転ドラムにほぼ全周に巻き付けることが実現できて、濾過材の走行速度を従来と同一とした場合には従来の略2倍の濾過能力が得られ、また、濾過材の走行速度を従来の2倍とした場合には従来の濾過時間と略同一になり濾過時間を半減できる濾過システムを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to wrap the filtration material around the rotating drum of the filtration unit and the backwash unit almost all the way around the entire circumference, and when the running speed of the filtration material is the same as that of the conventional one, the speed of the filter material is approximately twice that of the conventional one. It is possible to provide a filtration system that can obtain a high filtration capacity, and can reduce the filtration time by half since it becomes approximately the same as the conventional filtration time when the traveling speed of the filter material is doubled compared to the conventional one.
以下、本願発明の濾過システムの実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the filtration system of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[システム全体の構成要素]
図1に示すように、本実施の形態の濾過システム1は、必須構成要素として、濾過ユニット10と逆洗浄ユニット20とを有し、濾過ユニット10に付随して負圧発生手段30を有し、逆洗浄ユニット20に付随して洗浄水循環手段40を有する。
[Components of the entire system]
As shown in FIG. 1, the
濾過システム1は、濾過ユニット10と逆洗浄ユニット20とが工作機械Mの使用済クーラント液貯留タンクm1に配管接続されており、使用済クーラント液中の固形物(スラッジなど)を除去して清澄なクーラント液に再生し、清澄なクーラント液を工作機械Mのクーラント液供給タンクm2に戻すシステムである。ここでのクーラント液とは、工作機械分野で一般に用いられている水性のクーラント液(原液を水で希釈して使用するクーラント液)を想定している。
In the
[被処理液の送液経路]
使用済クーラント液貯留タンクm1に貯留される使用済クーラント液は第1の送液ポンプ91で排滓受槽50の第5のタンク51の液導入口51aに送液される。第5のタンク51内の上澄みのクーラント液は、液排出口51bから流出し第2の送液ポンプ92でマグネット吸着式固形物分離装置60の上部の液導入口に送液される。マグネット吸着式固形物分離装置60の下部タンク内のクーラント液は、下部タンクの液排出口から流出し第3の送液ポンプ93で濾過ユニット10の第1のタンク11に送液される。濾過ユニット10の第1の回転ドラム12内のクーラント液は、負圧発生手段30を構成する第3の密閉タンク31を経由して第4の送液ポンプ94で工作機械Mのクーラント液供給タンクm2に送液される。
[Liquid feeding route for liquid to be treated]
The used coolant liquid stored in the used coolant liquid storage tank m1 is sent to the
[濾過ユニット10と逆洗浄ユニット20の概略の構成…図2、図3]
濾過システム1は、第1の回転ドラム12および第2の回転ドラム22の内部を負圧にして濾過材Fを走行し第1の回転ドラム12および第2の回転ドラム22がそれぞれ濾過材Fとの密着力により共回りさせるようになっている。
[Schematic configuration of the
The
工作機械で使用したクーラント液に含まれるスラッジの粒子径は概ね1μm~数百μmである。濾過材Fは濾紙、濾布(袋状のもの)、紡糸・延伸技術でポリエステル繊維を積層してなる不織布製フィルター、スポンジマット、ウールマット、セラミックフィルター、バックフィルター、フィルターメディア、メンブレンフィルターなどを適宜選択して用いることができる。この濾過システム1に用いられる濾紙の好ましい保留粒子径は、1μm~数百μmであり、より好ましくは1μm~数十μmである。また、保留粒子径が上記と同一の濾布(袋状のものを含む)などの濾過材を使用することもできる。
The particle size of sludge contained in coolant liquid used in machine tools is approximately 1 μm to several hundred μm. Filter media F includes filter paper, filter cloth (bag-shaped), non-woven filters made by laminating polyester fibers using spinning/drawing technology, sponge mats, wool mats, ceramic filters, back filters, filter media, membrane filters, etc. It can be selected and used as appropriate. The preferred retention particle diameter of the filter paper used in this
濾過材Fとして使用される不織布製フィルターは、たとえばポリエステル繊維で構成され、ポリエステル繊維の斜め配列のものと平行配列のものを組み合わせて0.1μmの微粒子を捕捉することができ、ポリエステル繊維を平行配列のものだけで積層して延伸したもので、10μmの微粒を捕捉することができ、ポリエステル繊維が乱雑な多方向に向いた状態に積層して延伸したもので10μmの微粒子を捕捉することができ、μmオーダーよりも大きい例えば数百μmm-5mmの固形物を捕捉できる。 The nonwoven fabric filter used as the filter material F is made of polyester fibers, for example, and can capture fine particles of 0.1 μm by combining polyester fibers arranged diagonally and in parallel. When polyester fibers are laminated and stretched in an array, it is possible to capture fine particles of 10 μm, and when polyester fibers are laminated and stretched in a disordered manner, it is possible to capture fine particles of 10 μm. It is possible to capture solid matter larger than the μm order, for example, several hundred μmm to 5 mm.
濾過ユニット10は、濾過材Fが第1の回転ドラム12に巻き付き走行する過程でドラム内の負圧によりドラム周囲のクーラント液を濾過材Fを通過させるとともに大きさが数百μ以下の固形物を濾過材Fに負圧吸着させるとともに濾過材Fを通過する清澄なクーラント液を取り出して工作機械Mへ戻すようになっている。
The
逆洗浄ユニット20は、濾過材Fが表裏逆にして第2の回転ドラム22に巻き付き走行する過程でドラム内の負圧によりドラム周囲の洗浄水を濾過材Fを通過させるとともに濾過材Fに付着している固形物を離脱させ、濾過材Fを再生するとともに固形物を含む洗浄水をタンク外に取り出し循環する過程で固形物を分離するようになっている。
The
濾過システム1は、濾過ユニット10においてクーラント液に含まれる1μm未満-数百μm前後の超微細な固形物を濾紙による濾過を行い、それよりも大きい固形物を捕捉するための前処理として滓受槽50を備えているのが良く、さらに、排滓受槽50に対し後置きの位置にマグネット吸着式固形物分離装置60を備えているのが良い。
In the
すなわち、濾過システム1は、排滓受槽50により使用済クーラント液に含まれる0.1~5mm位の大きさの固形物・加工金属粉(研磨粉、研削粉または切削粉)を捕捉し、さらに、排滓受槽50で捕捉されなかった磁性金属粉をマグネット吸着式固形物分離装置60により捕捉し、排滓受槽50とマグネット吸着式固形物分離装置60で捕捉されなかった超微細な磁性金属粉および砥粒粉を濾過ユニット10により捕捉する。そして、濾過システム1は、逆洗浄ユニット20において濾紙に洗浄液を通過させて濾紙に付着している固形物を離脱させ濾紙を再び濾過能力を持たせるようにしている。
That is, the
濾過システム1は、連続する濾過材Fを巻いてなる濾紙ロールを回転駆動される濾紙繰り出し軸95で保持し、濾過材Fを繰り出してガイドロール13aに巻き掛けてから濾過ユニット10の第1のタンク11内に導入し2つの巻き付けガイドロール14、14によって第1の回転ドラム12に巻き付け、次いで第1のタンク11から導出する濾過材Fをガイドロール13b、13cおよびガイドロール23a、23bに巻き掛けることで表裏逆にして第2のタンク21内に導入し、2つの巻き付けガイドロール24、24によって第2の回転ドラム22に巻き付け、次いで第2のタンク21から導出する濾過材Fをガイドロール23cに巻き掛けて濾紙巻き取り軸96に巻き取るようになっている。濾過システム1は、逆洗浄ユニット20で濾過材Fの濾過機能の再生を行うので、濾紙繰り出し軸95で保持される濾紙ロールがボビンから離れる前に、システムの稼働を停止することで濾過材Fの繰り出しを停止し、濾紙繰り出し軸95で濾過材Fの巻き戻しを行うことで、濾過材Fの張り込みを行うことなく濾紙を複数回、例えば20-30回繰り返し使用できる。
The
濾過システム1は、連続する濾過材Fを第1の回転ドラム12および第2の回転ドラム22にほぼ全周に巻き付けることが実現されているので、これは従来の巻き付け角度の略2倍となる。したがって、濾過材Fの走行速度を従来と同一とした場合(回転ドラムの回転速度を従来と同一とした場合)、濾過時間が従来の略2倍に長くなり、濾過材Fに付着される固形分が従来よりも略2倍になり、濾過能力が倍になる。また、濾過材Fの第1の回転ドラム12および第2の回転ドラム22への巻き付け長さが従来の略2倍になるので、濾過材Fの走行速度を従来の2倍にした場合には、濾過時間が従来と略同一になるので、濾過時間を従来の半分に短縮することができる。
Since the
洗浄水循環手段40には、洗浄水に含まれる固形物を分離する機能を有する第4のタンク41が含まれるが、第4のタンク41に限定されるものでなく、洗浄水に含まれる固形物を分離する機能を有する、後述する別構造の第4のタンク41A、第4のタンク41B、および第4のタンク41Cのいずれかを備えても良い。
The wash water circulation means 40 includes a
[濾過ユニット10の詳細な構成…図3、図4]
濾過ユニット10は、円筒部と端板部とからなる第1のタンク11と、第1のタンク11内に水平軸線の周りに回転フリーな第1の回転ドラム12を有する。円筒部12aは、両端部を除く全周面にメッシュおよび/またはスリット状を有する。これにより、第1の回転ドラム12は、内外が通流可能である。
[Detailed configuration of
The
濾過ユニット10は、第1の回転ドラム12の真上位置を間隔中央にして両側近傍に軸方向に延在する2本の巻き付けガイドロール14、14を有し、連続する濾過材Fを一方の巻き付けガイドロール14に掛けてから第1の回転ドラム12の外周面に巻き付け他方の巻き付けガイドロール14に掛けて第1のタンク11外へ導出するとともに、第1のタンク11内には、第1の回転ドラム12の内径と同一の円弧面を有する第1の閉塞部材15が固設され、第1の閉塞部材15の円弧面が連続する濾過材Fが巻き付かない第1の回転ドラム12の上側のメッシュおよび/またはスリット部分に摺動接触状態に宛がわれることにより被処理液の侵入を防止し第1の回転ドラム12内を負圧に保つ構造である。
The
第1の回転ドラム12の中心を通り第1の回転ドラム12の両端の端面部12b、12bを貫通し第1のタンク11の側壁に両端固定される第1の固定軸16を有し、第1のタンク11内の被処理液をタンク外から第1の固定軸16の中途部から軸端までに形成された液通路16aを通して負圧吸引するようになっている。
It has a first fixed
第1の閉塞部材15は、第1の固定軸16より設けられる第1の支持部16bにより支持されている。
The
第1の閉塞部材15を挟む位置に軸方向に延在する2本の第1のベルト張り込みロール17、18を有し、さらに第1の閉塞部材15と2本の第1のベルト張り込みロール17、17を取り巻く第1の無端ベルト18を有し、第1の無端ベルト18が第1の回転ドラム12の内面に接触して第1の回転ドラム12の回転に伴い移動しかつ第1の閉塞部材15に対し摺動するようになっている。この場合、第1の回転ドラム12の内周面と第1の閉塞部材15の円筒面とのギャップが第1の無端ベルト18の厚み+例えば0-0.2mmとされることにより第1の無端ベルト18が第1の回転ドラム12の内面に摺接することが可能である。そして、第1の回転ドラム12の内周面と第1の閉塞部材15の円筒面とのギャップを第1の無端ベルト18の厚み+例えば0-0.2mmとするためには、第1の支持部16bは長さを微調整自在である構成とするのが良い。
It has two first belt tensioning rolls 17 and 18 extending in the axial direction at positions sandwiching the
濾過ユニット10は、連続する濾過材Fを円筒部12aにメッシュおよび/またはスリットに被さるように巻き付けて第1の回転ドラム12を共回りさせて濾過材Fを走行させるとともに第1のタンク11内でかつ第1の回転ドラム12の外側に固形物を含む被処理液(クーラント液)を導入しかつ液面を第1の回転ドラム12よりも上にして円筒体内を負圧発生手段30により負圧にして被処理液を負圧吸引方式で濾過材Fに通流させ被処理液に含まれる固形物を濾過材Fで捕捉し固形物を除去された第1の回転ドラム12内の被処理液をタンク外に取り出すようになっている。第1のタンク11内の被処理液の液面レベルを高レベルセンサと低レベルセンサとポンプ給液量の連携制御により管理するようになっている。メッシュは丸孔の正列または斜列であって、例えば丸孔の直径2mmで丸孔同士の離間距離が3mmとするのが良い。スリットを設ける場合、幅2mm×長さ50mmで千鳥配列とするのが良い。
The
[負圧発生手段30…図6]
負圧発生手段30は、底部に液入口31aと液出口31bを有する密閉構造の第3のタンク31を備え、液入口31aに底部に第1の回転ドラム12内の被処理液を導入するようになっているとともに、液出口31bが工作機械Mでの再使用のために戻すように接続されており、第3のタンク31の上部が真空ポンプ32と接続され、第3のタンク31の上部の気圧が第1の回転ドラム12内の気圧よりも所要低く保たれる構成である。
[Negative pressure generating means 30...Figure 6]
The negative pressure generating means 30 includes a
[逆洗浄ユニット20の詳細な構成…図3、図5]
逆洗浄ユニット20は濾過ユニット10と同様の構造である。
逆洗浄ユニット20は、第2のタンク21と、第2のタンク21内に水平軸線の周りに回転フリーな第2の回転ドラム22を有しかつ円筒部22aの略全面にメッシュおよび/またはスリットを有することにより第2の回転ドラム22の内外が通流可能であり円筒体内をタンク外の負圧発生機能部を有する洗浄水循環手段40により負圧になる構造である。
[Detailed configuration of
The
The
逆洗浄ユニット20は、第2の回転ドラム22の真上位置を間隔中央にして両側近傍に軸方向に延在する2本の巻き付けガイドロール24、24を有し、連続する濾過材Fを一方の巻き付けガイドロール24に掛けてから第2の回転ドラム22の外周面に巻き付け他方の巻き付けガイドロール24に掛けて第2のタンク21外へ導出するとともに、第2のタンク21内には、第2の回転ドラム22の内径と同一の円弧面を有する第2の閉塞部材25が固設され、第2の閉塞部材25の円弧面が連続する濾過材Fが巻き付かない第2の回転ドラム22の上側のメッシュおよび/またはスリット部分に摺動接触状態に宛がわれることにより洗浄水の侵入を防止し第2の回転ドラム22内を負圧に保つ構造である。
The
第2の回転ドラム22の中心を通り第2の回転ドラム22の両端の端面部22b、22bを貫通し第2のタンク21の側壁に両端固定される第2の固定軸26を有し、第2のタンク21内の洗浄水をタンク外から第2の固定軸26の中途部から軸端までに形成された液通路26aを通し負圧吸引するようになっている。
It has a second fixed
第2の閉塞部材25は、第2の固定軸26より設けられる第2の支持部26bにより支持されている。
The
第2の閉塞部材25を挟む位置に軸方向に延在する2本の第2のベルト張り込みロール27、28を有し、さらに第2の閉塞部材25と2本の第2のベルト張り込みロール27、27を取り巻く第2の無端ベルト28を有し、第2の無端ベルト28が第2の回転ドラム22の内面に接触して第2の回転ドラム22の回転に伴い移動しかつ第2の閉塞部材25に対し摺動するようになっている。この場合、第2の回転ドラム12の内周面と第2の閉塞部材25の円筒面とのギャップが第2の無端ベルト28の厚み+例えば0-0.2mmとされることにより第2の無端ベルト28が第2の回転ドラム22の内面に摺接することが可能である。そして、第2の回転ドラム22の内周面と第2の閉塞部材25の円筒面とのギャップを第2の無端ベルト28の厚み+例えば0-0.2mmとするためには、第2の支持部26bは長さを微調整自在である構成とするのが良い。
It has two second belt tensioning rolls 27 and 28 extending in the axial direction at positions sandwiching the
第1の閉塞部材15と第2の閉塞部材25は、柔軟性があり、抗張力が強く伸び変形が無いプラスチック材料が用いられ、特にアラミド繊維が好ましい。
The
[洗浄水循環手段40…図1、図7]
洗浄水循環手段40は、洗浄水と洗浄水中の固形物とを分離する固液分離機能を有する密閉構造の第4のタンク41と、第2の回転ドラム22内の固形物を含む使用済みの洗浄水を第4のタンク41に通し第2のタンク21に帰還するよう循環する循環ポンプ42とを備えている。
[Washing water circulation means 40...Fig. 1, Fig. 7]
The wash water circulation means 40 includes a
第4のタンク41は、上半部が円筒部41aでかつ下半部が上側が大径となる円錐部41bであり、円筒部41aと円錐部41bとの境目に対応し内周に張り出す円環板部41cを有し、さらに円錐部41bに液入口41d、および円筒部41aの上部に液出口41eを有し、さらに固液分離機能を発揮する構成部分として、液入口41dおよび液出口41eが接線方向に向けて設けられている。これにより、洗浄水が液入口41dからタンク内底部に内周方向に流入して渦巻き状に上昇し液出口41eよりタンク外に流出し、洗浄水に含まれる固形物については円錐部41bの内面に沿って渦巻き状に上昇し円環板部41cに当接して跳ね返りタンク内底部に残すようになっている。円錐部41bの底部に残す固形物については定期的にドレンとして排出する。なお、液入口41d、および円筒部41aに関し流入流出を逆転させる使用形態であっても良い。すなわち、円筒部41aに液入口を有し、円錐部41bの上部に液出口を有し、さらに液入口および液出口が接線方向に向けて設けられている構成であっても良い。
The
逆洗浄ユニット20は、濾過ユニット10における濾過過程で固形物を捕捉した連続する濾過材Fを表裏逆転して第2のタンク21内に導入し濾過材Fをメッシュおよび/またはスリットに被さるように円筒部22aに巻き付けて第2の回転ドラム22を共回りさせて濾過材Fを走行させるとともに第2の回転ドラム22の外側に洗浄水循環手段40から帰還する洗浄水を導入しかつ液面を第2の回転ドラム22よりも上にして第2の回転ドラム22内をタンク外の洗浄水循環手段40により負圧にして洗浄水を負圧吸引方式で濾過材Fに通流させ固形物を濾過材Fから分離捕捉し濾過材Fの濾過機能を再生し濾過材Fを第2のタンク21外で巻き取るとともに第2の回転ドラム22内の固形物を含む使用済みの洗浄水をタンク外に取り出し固形物と洗浄水とを分離して固形物を取り除いた洗浄水を再び第2のタンク21内に導入するようになっている。第2のタンク21内の洗浄液の液面レベルを高レベルセンサと低レベルセンサとポンプ給液量の連携制御により管理するようになっている。
The
[排滓受槽50…図8]
排滓受槽50は、使用済のクーラント液を第1のタンク11に導入する前段階において、濾過ユニット10において濾過材Fが捕捉する固形物よりも大きい固形物を沈降作用を利用して捕捉分離するために備えられる。排滓受槽50は、第5のタンク51と、第5のタンク51の内周に密着状態に三段に横架された網目フィルター52a、52b、52cとを備えている。網目フィルターが一段、二段、または四段以上に横架されても良い。
[
The
三段に横架された網目フィルター52a、52b、52cは、網目の大きさが上位置のものほど大きく設けられている。例えば、上段の網目フィルター52aは網目の大きさが3-5mmの固形物を捕捉する粗のグレード、中段の網目フィルター52bは網目の大きさが2-3mmの固形物を捕捉する中間のグレード、下段の網目フィルター52cは網目の大きさが1-2mmの固形物を捕捉する細のグレードである。複数段に横架された網目フィルターは、網目の大きさが上位置のものほど大きく設けられている。なお、網目フィルターは一段または二段に設けられても良い。
The mesh filters 52a, 52b, and 52c are horizontally suspended in three stages, and the mesh size of the mesh filters is larger in the upper position. For example, the
使用済のクーラント液のための液導入口51aは、第5のタンク51の上段の網目フィルター52aよりも所要上位置に設けられ、液排出口51bは、液導入口51aに関し反対側に離れたタンク上端に備えている。第5のタンク51に導入するクーラント液の液面レベルは、液導入口51aよりも上位置となるよう高レベルセンサとポンプ給液量の連携制御により管理するようになっている。
The
さらに、第5のタンク51の中心位置に噴水管53と、上段の網目フィルター52aよりも上側に、網目の大きさが下段の網目フィルター52cと同等以下の網目であるメッシュフィルタ54aを枠体54bで保持してなる固形物捕捉テーブル54とを有し、噴水管53は三段の網目フィルターの中心部を貫通し管下端がタンクの底面近傍に位置し管下部に第5のタンク51外に備える空気供給手段の空気供給管55から空気を流入させて空気の上昇に伴いタンクの底面付近に沈殿する固形物を洗浄水と共に吸い上げ管上端から溢れ出すようになっており、固形物捕捉テーブル54の中央を噴水管53が貫通した状態に設けられている。これによって、タンク内底部に沈降する大きさが概ね0.5~1・5mmの固形物がメッシュフィルタ54aに捕捉される。
排滓受槽50では、大きさが概ね1μm~数百μmの固形物(スラッジ)を捕捉することができない。
Further, a
The
[マグネット吸着式固形物分離装置…図1]
マグネット吸着式固形物分離装置60は、使用済のクーラント液の通流経路に関し排滓受槽50の下流側でかつ第1のタンク10の上流側に備えられている。マグネット吸着式固形物分離装置60は、回転するマグネットロール61と、マグネットロール61に摺接するドクターブレード62と、固形物回収タンク63とを有し、マグネットロール61に排滓受槽50で処理されたクーラント液を接触させて磁石吸着性を有する固形物をマグネットロールに吸着させさらにドクターブレード62でマグネットロール61に吸着した固形物を掻き取って固形物回収タンク63に回収するようになっている。マグネット吸着式固形物分離装置60は市販品である。
[Magnetic adsorption type solids separation device...Figure 1]
The magnetic adsorption type
[各タンクのドレン]
第1-第5のタンク11、21、31、41、51の下端にはそれぞれドレン口が設けられ、各ドレン口に手操作で開閉されるドレンバルブ81、82、83、84、85が設けられ、各ドレンバルブの下流側のドレンパイプがスラッジタンク86(工場側に用意される)に接続されている。
[Drain of each tank]
Drain ports are provided at the lower ends of the first to
[変形例]
[第4のタンク41に関する変形例1]
図7に示す第4のタンク41に替えて図9に示す第4のタンク41Aを備えても良い。第4のタンク41Aは、タンク内を仕切る1つまたは複数のメッシュフィルタ41fと、メッシュフィルタ41fの両側に位置する液入口41gおよび液出口41hとドレン口41iとを有し、第2の回転ドラム22内の固形物を含む使用済みの洗浄水を液入口41gより導入してメッシュフィルタ41fにより固液分離し固形物を除いた洗浄水を液出口41hから流出し、メッシュフィルタ41fを通過できずタンク底部に沈降する固形物が所要堆積した時点でドレン口41iより抜き取るようになっている。
[Modified example]
[
In place of the
[第4のタンク41に関する変形例2]
図7に示す第4のタンク41に替えて図10に示す第4のタンク41Bを備えても良い。第4のタンク41Bは、タンク内に回転するマグネットロール41jとマグネットロール41jに摺接するドクターブレード41kとタンク上部の両側に位置する液入口41mおよび液出口41nとドレン口41pとを有し、第2の回転ドラム22内の固形物を含む使用済みの洗浄水を液入口41mより導入してマグネットロール41jにより固形物を磁気吸着し磁気吸着した固形物をドクターブレード41kで掻き取りタンク底部に沈降するよう導き、洗浄水を液出口41nから流出し、タンク底部に沈降する固形物が所要堆積した時点でドレン口41pより抜き取るようになっている。
[Modification 2 regarding the fourth tank 41]
In place of the
[第4のタンク41に関する変形例3]
図7に示す第4のタンク41に替えて図11に示す第4のタンク41Cを備えても良い。第4のタンク41Cは、上半部が円筒部41aでかつ下半部が上側が大径となる円錐部41bであり、円筒部41aの上部に液入口41qを有し、および円筒部41aの天面中央が液出口41rであり、天面よりタンク内に垂下している大口径の垂下管41sの下端が開いており、さらに固液分離機能を発揮する構成部分として、液入口41qが円筒部41aの接線方向に向けて設けられていることにより洗浄水がタンク内に内周方向に流入して渦巻き状に円錐部41bの底部まで流下して洗浄水に含まれる固形物を円錐部41bの底部に残し、洗浄水が液出口41rよりタンク外に流出するようになっている。タンク底部に沈降する固形物が所要堆積した時点でドレン口41tより抜き取るようになっている。
[Modification 3 regarding fourth tank 41]
In place of the
[切粉分別コンベアの追加]
図1に示す濾過システム1の配管系統図には切粉分別コンベアは含まれていない。しかし、切削加工を行う工作機械Mにおいて排滓受槽50で捕捉するのに適正な大きさの固形物よりも大きい切粉を多量に排出する場合、濾過システム1は、使用済クーラント液貯留タンクm1と排滓受槽50との間に使用済クーラント液に含まれる切粉を分離除去する分別コンベアが配置される構成とするのが良い。分別コンベアは、使用済のクーラント液を第1のタンク10に導入する前段階において、排滓受槽50の上流側に配置され、走行するコンベアベルト上に使用済のクーラント液を流下すると塊状の固形物をコンベアベルトで移送分離し得る分別コンベアを備えている。
[Addition of chip separation conveyor]
The piping system diagram of the
[二相分離ユニットの追加]
使用済クーラント液に油性不純物が含まれる場合、濾過システム1は、濾過ユニット10に対し後置きの位置に二相分離ユニットが配置された構成とするのが良い。図1の配管系統図に含まれていないが、使用済のクーラント液に油性不純物が含まれる場合、二相分離ユニットを設けるものとする。二相分離ユニットは、濾過ユニット10に関し後置きの位置にタンク内を液入口側と液出口側とに竪壁状に二分する親水撥油フィルタを備え、クーラント液は親水撥油フィルタを通流し、油性不純物は親水撥油フィルタにより捕捉される。
[Addition of two-phase separation unit]
When the used coolant liquid contains oily impurities, the
前記実施の形態では、本発明を工作機械で使用したクーラント液中の固形不純物を除去する装置に適用した場合について説明したが、本願の濾過システムは、産業排水や生活排水などの各種水性液に含まれる固形不純物や油性不純物を除去する装置として広く活用することができる。その場合は、固形不純物や油性不純物の種類に応じて濾過材を交換するだけでよいため、機構部品の取り換えは不要である。 In the embodiment described above, the present invention was applied to a device for removing solid impurities from a coolant liquid used in a machine tool, but the filtration system of the present application can be applied to various aqueous liquids such as industrial wastewater and domestic wastewater. It can be widely used as a device for removing contained solid impurities and oily impurities. In that case, it is only necessary to replace the filter material depending on the type of solid impurity or oily impurity, so there is no need to replace mechanical parts.
1…濾過システム
10…濾過ユニット
11…第1のタンク
12…第1の回転ドラム
12a…円筒部
12b…端面部
13a、13b、13c…ガイドロール
14…巻き付けガイドロール
15…第1の閉塞部材
16…第1の固定軸
16a…液通路
16b…第1の支持部
17…第1のベルト張り込みロール
18…第1の無端ベルト
20…逆洗浄ユニット
21…第2のタンク
22…第2の回転ドラム
22a…円筒部
22b…端面部
23a、23b、23c…ガイドロール
24…巻き付けガイドロール
25…第2の閉塞部材
26…第2の固定軸
26a…液通路
26b…第2の支持部
27…第1のベルト張り込みロール
28…第2の無端ベルト
30…負圧発生手段
31…第3の密閉タンク
31a…液入口
31b…液出口
32…真空ポンプ
40…洗浄水循環手段
41、41A、41B、41C…第4のタンク
41a…円筒部
41b…円錐部
41c…円環板部
41d…液入口
41e…液出口
41f…メッシュフィルタ
41g…液入口
41h…液出口
41i…ドレン口
41j…マグネットロール
41k…ドクターブレード
41m…液入口
41n…液出口
41p…ドレン口
41q…液入口
41r…液出口
42…循環ポンプ
50…排滓受槽
51…第5のタンク
51a…液導入口
51b…液排出口
52a、52b、52c…網目フィルター
53…噴水管
54…固形物捕捉テーブル
54a…メッシュフィルタ
54b…枠体
55…空気供給管
60…マグネット吸着式固形物分離装置
61…マグネットロール
62…ドクターブレード
63…固形物回収タンク
81、82、83、84、85…ドレンバルブ
86…スラッジタンク
91…第1の送液ポンプ
92…第2の送液ポンプ
93…第3の送液ポンプ
94…第4の送液ポンプ
95…濾紙繰り出し軸
96…濾紙巻き取り軸
F…濾紙
M…工作機械
m1…使用済クーラント液貯留タンク
m2…クーラント液供給タンク
DESCRIPTION OF
Claims (18)
第2のタンクと、前記第2のタンク内に水平軸線の周りに回転フリーな第2の回転ドラムを有しかつ円筒部の略全面にメッシュおよび/またはスリットを有することにより前記第2の回転ドラムの内外が通流可能であり円筒体内をタンク外の負圧発生機能部を有する洗浄水循環手段により負圧になる構造であって、前記濾過ユニットにおける濾過過程で固形物を捕捉した前記連続する濾過材を表裏逆転して前記第2のタンク内に導入し前記濾過材をメッシュおよび/またはスリットに被さるように前記円筒部に巻き付けて前記第2の回転ドラムを共回りさせて前記濾過材を走行させるとともに前記第2の回転ドラムの外側に前記洗浄水循環手段から帰還する洗浄水を導入しかつ液面を前記第2の回転ドラムよりも上にして前記第2の回転ドラム内をタンク外の前記洗浄水循環手段により負圧にして前記洗浄水を負圧吸引方式で前記濾過材に通流させ固形物を前記濾過材から分離捕捉し前記濾過材の濾過機能を再生し前記濾過材を前記第2のタンク外で巻き取るとともに前記第2の回転ドラム内の固形物を含む使用済みの洗浄水をタンク外に取り出し固形物と洗浄水とを分離する固液分離器に通して固形物を取り除いた洗浄水を再び前記第2のタンク内に導入する逆洗浄槽ユニットとを備え、
さらに、前記濾過ユニットは、前記第1の回転ドラムの真上位置を間隔中央にして両側近傍に軸方向に延在する2本の巻き付けガイドロールを有し、前記連続する濾過材を一方の前記巻き付けガイドロールに掛けてから前記第1の回転ドラムの外周面に巻き付け他方の前記巻き付けガイドロールに掛けて前記第1のタンク外へ導出するとともに、前記第1のタンク内には、前記第1の回転ドラムの内径と同一の円弧面を有する第1の閉塞部材が前記第1の回転ドラム内で1対の第1のベルト張り込みロールに挟まれる位置に固設され、前記第1の閉塞部材の前記円弧面が前記連続する濾過材が巻き付かない前記第1の回転ドラムの上側のメッシュおよび/またはスリット部分に摺動接触状態に宛がわれることにより前記被処理液の侵入を防止し前記第1の回転ドラム内を負圧に保つ構造であり、
また、前記逆洗浄槽ユニットは、前記第2の回転ドラムの真上位置を間隔中央にして両側近傍に軸方向に延在する2本の巻き付けガイドロールを有し、前記連続する濾過材を一方の前記巻き付けガイドロールに掛けてから前記第2の回転ドラムの外周面に巻き付け他方の前記巻き付けガイドロールに掛けて前記第2のタンク外へ導出するとともに、前記第2のタンク内には、前記第2の回転ドラムの内径と同一の円弧面を有する第2の閉塞部材が前記第2の回転ドラム内で1対の第2のベルト張り込みロールに挟まれる位置に固設され、前記第2の閉塞部材の前記円弧面が前記連続する濾過材が巻き付かない前記第2の回転ドラムの上側のメッシュおよび/またはスリット部分に摺動接触状態に宛がわれることにより前記洗浄水の侵入を防止し前記第2の回転ドラム内を負圧に保つ構造である
ことを特徴とする濾過システム。 a first tank, and a first rotating drum that is free to rotate around a horizontal axis in the first tank, and has a mesh and/or slit on substantially the entire surface of the cylindrical part, thereby controlling the first rotation. The drum has a structure in which flow can flow between the inside and outside of the drum, and a negative pressure is created in the cylindrical body by a negative pressure generating means outside the tank, and a continuous filter material is wound around the cylindrical part so as to cover the mesh and/or the slit. The first rotating drum is rotated together to run the filter material, and a liquid to be treated containing solids is introduced into the first tank and outside the first rotating drum, and the liquid level is raised to the above level. The cylindrical body is placed above the first rotating drum, and the inside of the cylindrical body is made to have a negative pressure by the negative pressure generating means, and the liquid to be treated is caused to flow through the filter medium by a negative pressure suction method to remove solids contained in the liquid to be treated. a filtration unit that takes out the liquid to be treated in the first rotating drum from which solids have been captured by the filter medium to the outside of the tank;
a second tank, and a second rotating drum that is free to rotate around a horizontal axis in the second tank, and has a mesh and/or slit on substantially the entire surface of the cylindrical part, thereby controlling the second rotation. The drum has a structure in which the inside and outside of the drum can communicate with each other, and a negative pressure is created in the cylindrical body by a washing water circulation means having a negative pressure generation function section outside the tank, and the continuous filter that captures solids during the filtration process in the filtration unit The filtering material is turned upside down and introduced into the second tank, and the filtering material is wound around the cylindrical part so as to cover the mesh and/or the slit, and the second rotating drum is rotated together to remove the filtering material. While running, cleaning water returned from the cleaning water circulation means is introduced to the outside of the second rotating drum, and the liquid level is raised above the second rotating drum so that the inside of the second rotating drum is drained outside the tank. The washing water is made to have a negative pressure by the washing water circulation means, and the washing water is made to flow through the filtering material by a negative pressure suction method, solid matter is separated and captured from the filtering material, and the filtration function of the filtering material is regenerated. The used washing water containing solids in the second rotating drum is taken out of the tank and passed through a solid-liquid separator that separates the solids from the washing water to remove solids. and a backwash tank unit that reintroduces the washed water into the second tank,
Furthermore, the filtration unit has two winding guide rolls that extend in the axial direction near both sides with the interval centered at a position directly above the first rotating drum, and the continuous filtration material is The first drum is wrapped around a winding guide roll, then wrapped around the outer peripheral surface of the first rotary drum, and then passed around the other winding guide roll to be led out of the first tank. A first closing member having the same arcuate surface as the inner diameter of the rotating drum is fixedly installed in the first rotating drum at a position sandwiched between a pair of first belt tensioning rolls , and the first closing member The arcuate surface is in sliding contact with the upper mesh and/or slit portion of the first rotating drum around which the continuous filter material is not wound, thereby preventing the liquid to be treated from entering the drum. It has a structure that maintains negative pressure inside the first rotating drum,
Further, the backwashing tank unit has two winding guide rolls extending in the axial direction near both sides with the center of the interval located directly above the second rotating drum, and the continuous filtering material is fixed to one side. The material is wrapped around the wrapping guide roll of the drum, and then wrapped around the outer circumferential surface of the second rotary drum, and is led out of the second tank by being wrapped around the other wrapping guide roll. A second closing member having the same arcuate surface as the inner diameter of the second rotating drum is fixedly installed in the second rotating drum at a position sandwiched between the pair of second belt tensioning rolls , and The arcuate surface of the closing member is brought into sliding contact with the upper mesh and/or slit portion of the second rotating drum where the continuous filter material is not wound, thereby preventing the intrusion of the cleaning water. A filtration system characterized by having a structure that maintains negative pressure inside the second rotating drum.
また、前記第2の回転ドラムの中心を通り前記第2の回転ドラムの両端の端面部を貫通し前記第2のタンクの側壁に両端固定される第2の固定軸を有し、前記第2のタンク内の洗浄水をタンク外から前記第2の固定軸の中途部から軸端までに形成された液通路を通し負圧吸引するようになっている
請求項1に記載の濾過システム。 The first tank has a first fixed shaft that passes through the center of the first rotating drum, passes through end face portions of both ends of the first rotating drum, and is fixed at both ends to a side wall of the first tank. The liquid to be treated inside the tank is suctioned under negative pressure from the outside of the tank through a liquid passage formed from the middle part of the first fixed shaft to the end of the shaft,
The second fixing shaft also includes a second fixed shaft that passes through the center of the second rotating drum, passes through end face portions at both ends of the second rotating drum, and is fixed at both ends to the side wall of the second tank. 2. The filtration system according to claim 1, wherein the cleaning water in the tank is sucked under negative pressure from outside the tank through a liquid passage formed from the middle part of the second fixed shaft to the end of the shaft.
前記第2の閉塞部材は、前記第2の固定軸より設けられる第2の支持部により支持されている
請求項2に記載の濾過システム。 The first closing member is supported by a first support part provided from the first fixed shaft,
The filtration system according to claim 2, wherein the second closing member is supported by a second support section provided from the second fixed shaft.
また、前記第2の閉塞部材を挟む位置に軸方向に延在する2本の第2のベルト張り込みロールを有し、さらに前記第2の閉塞部材と2本の前記第2のベルト張り込みロールを取り巻く第2の無端ベルトを有し、前記第2の無端ベルトが前記第2の回転ドラムの内面に接触して前記第2の回転ドラムの回転に伴い移動しかつ前記第2の閉塞部材に対し摺動するようになっている
請求項3に記載の濾過システム。 It has two first belt tensioning rolls extending in the axial direction at positions sandwiching the first closing member, and further includes a first belt tensioning roll surrounding the first closing member and the two first belt tensioning rolls. 1 endless belt, the first endless belt contacts the inner surface of the first rotating drum, moves as the first rotating drum rotates, and slides with respect to the first closing member. It is designed to
Further, it has two second belt tensioning rolls extending in the axial direction at positions sandwiching the second closing member, and further includes the second closing member and the two second belt tensioning rolls. a second endless belt surrounding the second rotating drum; the second endless belt contacts the inner surface of the second rotating drum and moves with rotation of the second rotating drum; 4. The filtration system of claim 3, wherein the filtration system is adapted to slide.
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